Simulación de célula solar perovskita basada en CsGeIBr/CsGeI sin plomo utilizando SCAPS-1D
Autores: Kenfack, Abraham Dimitri Kapim; Thantsha, Nicolas Matome; Msimanga, Mandla
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Simulación de célula solar perovskita basada en CsGeIBr/CsGeI sin plomo utilizando SCAPS-1D
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía solar
Palabras clave
Prototipo de novela
Célula solar de perovskita de heterounión
Capas de absorción
Capa de transporte de electrones
Capa de transporte de huecos
Parámetros eléctricos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta la simulación del nuevo prototipo de una celda solar de perovskita de heterojunción (PSC) basada en CGeIBr/CGeI. El dispositivo consta de dos capas absorbentes (CGeIBr, CGeI), una capa de transporte de electrones (ETL) elegida como TiO y una capa de transporte de huecos (HTL) dada como poli(3-hexiltiofeno) (P3HT). Dentro de la simulación, se evalúan los efectos del grosor, la dopaje y la densidad de defectos en cada capa absorbente y diferentes electrodos metálicos de contacto posterior sobre los parámetros eléctricos (eficiencia, corriente de cortocircuito, voltaje de circuito abierto y factor de llenado). Además, se verificó la contribución de la HTL (densidad de dopaje y grosor), temperatura, resistencia de derivación y resistencia en serie sobre los mismos parámetros eléctricos. Las simulaciones se realizan en condiciones de prueba estándar con la irradiación normalizada a 0.1 W/cm utilizando la plataforma SCAPS-1D. La máxima eficiencia obtenida en la simulación de este dispositivo fue de aproximadamente 31.86%. Para este dispositivo, el grosor de la capa de CSGeI debería ser de alrededor de mientras que el de CsGeIBr debería ser de alrededor para facilitar la absorción óptima de los fotones incidentes. La densidad de dopaje en la capa absorbente es tal que en CsGeI debería ser de alrededor y alrededor en la capa CsGeIBr. Las densidades de defectos en ambas capas de los materiales de perovskita deberían ser de alrededor. En cuanto a la HTL, el grosor y la densidad de dopaje del P3HT deberían ser de alrededor y, respectivamente. En términos del electrodo de contacto posterior, la función de trabajo del metal debería ser al menos igual a 5 eV, correspondiente al metal oro (Au). La resistencia en serie debido a la conexión de la celda a la carga externa debería ser muy pequeña, mientras que la resistencia de derivación debido a la corriente de fuga en la celda solar debería ser alta. Además, la temperatura de funcionamiento de la nueva PSC debería mantenerse a un nivel ambiental de alrededor de 25 grados Celsius para ofrecer alta eficiencia.
Descripción
Este documento presenta la simulación del nuevo prototipo de una celda solar de perovskita de heterojunción (PSC) basada en CGeIBr/CGeI. El dispositivo consta de dos capas absorbentes (CGeIBr, CGeI), una capa de transporte de electrones (ETL) elegida como TiO y una capa de transporte de huecos (HTL) dada como poli(3-hexiltiofeno) (P3HT). Dentro de la simulación, se evalúan los efectos del grosor, la dopaje y la densidad de defectos en cada capa absorbente y diferentes electrodos metálicos de contacto posterior sobre los parámetros eléctricos (eficiencia, corriente de cortocircuito, voltaje de circuito abierto y factor de llenado). Además, se verificó la contribución de la HTL (densidad de dopaje y grosor), temperatura, resistencia de derivación y resistencia en serie sobre los mismos parámetros eléctricos. Las simulaciones se realizan en condiciones de prueba estándar con la irradiación normalizada a 0.1 W/cm utilizando la plataforma SCAPS-1D. La máxima eficiencia obtenida en la simulación de este dispositivo fue de aproximadamente 31.86%. Para este dispositivo, el grosor de la capa de CSGeI debería ser de alrededor de mientras que el de CsGeIBr debería ser de alrededor para facilitar la absorción óptima de los fotones incidentes. La densidad de dopaje en la capa absorbente es tal que en CsGeI debería ser de alrededor y alrededor en la capa CsGeIBr. Las densidades de defectos en ambas capas de los materiales de perovskita deberían ser de alrededor. En cuanto a la HTL, el grosor y la densidad de dopaje del P3HT deberían ser de alrededor y, respectivamente. En términos del electrodo de contacto posterior, la función de trabajo del metal debería ser al menos igual a 5 eV, correspondiente al metal oro (Au). La resistencia en serie debido a la conexión de la celda a la carga externa debería ser muy pequeña, mientras que la resistencia de derivación debido a la corriente de fuga en la celda solar debería ser alta. Además, la temperatura de funcionamiento de la nueva PSC debería mantenerse a un nivel ambiental de alrededor de 25 grados Celsius para ofrecer alta eficiencia.